楊小希

摘 要： 中學(xué)物理力學(xué)在整個(gè)中學(xué)物理教材中占有很重要的地位，它既是中學(xué)物理教材中重要的組成部分，又是中學(xué)物理的難點(diǎn)所在。

關(guān)鍵詞： 中學(xué)物理教學(xué) 力學(xué) 教學(xué)特點(diǎn) 教學(xué)方法力學(xué)是研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門(mén)學(xué)科，是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ)，它的一些基本概念和規(guī)律是物理學(xué)中最重要、最基本的概念和規(guī)律，貫穿物理教學(xué)的始終。本文對(duì)力學(xué)在中學(xué)物理教材中的地位、教學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并對(duì)力學(xué)的教學(xué)進(jìn)行了探討。

一、推理方法

推理的前提與結(jié)論之間的聯(lián)系，反映了事物之間的必然聯(lián)系。功和能的概念，以及機(jī)械能守恒定律等，都采用了推理方法。功和能的表達(dá)式，可以運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)得出；而動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律既可通過(guò)牛頓定律推導(dǎo)，又可通過(guò)功和能的表達(dá)式推導(dǎo)。由推理得出的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律又在分析和解決問(wèn)題中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)點(diǎn)，它們都是物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程關(guān)系，不必涉及瞬時(shí)關(guān)系，因而使問(wèn)題得以簡(jiǎn)化。

二、系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)化的教學(xué)

在中學(xué)物理教學(xué)中，兩條主線貫穿力學(xué)——?jiǎng)幽芏ɡ砗蛣?dòng)量定理、機(jī)械能轉(zhuǎn)換和守恒定律及動(dòng)量守恒定律。這兩個(gè)定理、兩個(gè)定律來(lái)源于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，與牛頓三定律一起構(gòu)成質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本規(guī)律，是力學(xué)部分的重點(diǎn)知識(shí)。圍繞這兩條主線，要深入分析牛頓運(yùn)動(dòng)定律，為這兩個(gè)定理打好基礎(chǔ)。動(dòng)量定理、動(dòng)能定理是在牛頓定律基礎(chǔ)上派生出來(lái)的定理或推論，它們提供的表達(dá)式與牛頓運(yùn)動(dòng)定律等價(jià)，可代替牛頓二定律的矢量表達(dá)式中的某分量式，而不是什么新的表達(dá)式。但是動(dòng)量守恒定律是自然界普遍的規(guī)律之一，能量守恒和轉(zhuǎn)換定律也是反映自然現(xiàn)象的重要規(guī)律之一，它們的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機(jī)械運(yùn)動(dòng)的范圍。

三、由感性到理性、由淺入深，提高對(duì)事物認(rèn)識(shí)的深刻性和科學(xué)性

如關(guān)于摩擦力方向，可以通過(guò)簡(jiǎn)便實(shí)驗(yàn)：把一物體放在桌面的一張紙上，用手向右拉紙，觀察到物體隨紙向右運(yùn)動(dòng)，由此得到它受到的靜摩擦力方向向右，由事實(shí)否定摩擦力方向跟運(yùn)動(dòng)方向相反的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，從而得到靜摩擦力方向跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反的結(jié)論，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生討論運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向如何判斷，可以從“假如沒(méi)有摩擦，物體將怎樣運(yùn)動(dòng)”中推得。至于分析隨水平轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)的物體所受摩擦力的方向，則可在學(xué)生學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)和力、圓周運(yùn)動(dòng)后再討論。

四、用最精確的語(yǔ)言表達(dá)物理學(xué)規(guī)律

在教學(xué)過(guò)程中，只有將教材的教學(xué)方法、結(jié)構(gòu)搞清楚，才能達(dá)到運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題的目的。在“力”這一章中，重點(diǎn)解決什么是矢量和矢量的運(yùn)算方法問(wèn)題。對(duì)物理矢量必須透徹理解，掌握其數(shù)學(xué)運(yùn)算法則——矢量的平行四邊形法則。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“代數(shù)和”與“矢量和”進(jìn)行對(duì)比，體會(huì)矢量的質(zhì)的差別，從而自覺(jué)地運(yùn)用矢量運(yùn)算法則。在“物體的運(yùn)動(dòng)”這一章中，先提出質(zhì)點(diǎn)這個(gè)理想化模型，并研究質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)中的幾個(gè)基本概念、位移、速度、加速度等。從數(shù)學(xué)角度分析這些量之間的函數(shù)關(guān)系，再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成與分解的矢量運(yùn)算。

“機(jī)械能”和“動(dòng)量”這兩章是在運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上討論力的空間和時(shí)間積累效應(yīng)，從而引出功和能、沖量和動(dòng)量等概念。功和能將矢量運(yùn)算變成了代數(shù)運(yùn)算。教材從力對(duì)物體做功引出動(dòng)能和動(dòng)量定理，研究了重力、彈力做功的特點(diǎn)，引出勢(shì)能的概念，得出結(jié)論：在只有重力、彈力做功時(shí)，機(jī)械能守恒。在應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)，應(yīng)選用慣性系，物體的動(dòng)量mv、速度v的大小和方向也與參照系的選取有關(guān)。應(yīng)特別注意計(jì)算同一系統(tǒng)中各部分的動(dòng)量不能用不同的參照系。

五、注重科學(xué)方法的教育

物理力學(xué)的教學(xué)不僅要搞好力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的教學(xué)，而且要搞好科學(xué)方法和思維方式的教育。力學(xué)作為物理學(xué)的一個(gè)重要分支，它主要研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用。力學(xué)內(nèi)容一般位于物理教材的開(kāi)始章節(jié)，物理學(xué)中的一些基本概念，如速度、力、功和能等，都是在力學(xué)中首先提出的。正如美國(guó)著名物理教育家杰拉耳德·霍耳頓所指出的：“無(wú)論是從邏輯上還是從歷史上講，力學(xué)都是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)和其他科學(xué)的典范，力學(xué)之于物理學(xué)如同骨骼之于人體?！睆牧W(xué)教學(xué)開(kāi)始，如能讓學(xué)生從中領(lǐng)悟一些基本的科學(xué)方法，對(duì)幫助學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理學(xué)的其他內(nèi)容，以及學(xué)習(xí)自然科學(xué)的其他學(xué)科都是有益的。

六、既要發(fā)展學(xué)生的智力，又要培養(yǎng)學(xué)生的能力

物理教學(xué)既要發(fā)展學(xué)生的智力，又要培養(yǎng)學(xué)生的能力，而后者較前者更重要。從物理學(xué)本身來(lái)看，它研究的各種現(xiàn)象和規(guī)律是互相聯(lián)系的，既要用最科學(xué)的方法傳授給學(xué)生，又要使他們具有獨(dú)立獲取知識(shí)和駕馭知識(shí)的能力。

七、培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥詫W(xué)能力

要培養(yǎng)思想活躍，有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的人才，就必須加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥詫W(xué)能力。物理實(shí)驗(yàn)是將自然界中各種物理現(xiàn)象在一定條件下，按照一定的物理規(guī)律創(chuàng)造一定的條件使它重現(xiàn)。做物理實(shí)驗(yàn)，必須滿足于一定的條件才能獲得預(yù)想的結(jié)果，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、選擇測(cè)量?jī)x器、正確觀察現(xiàn)象、完整的讀取數(shù)據(jù)、嚴(yán)格的計(jì)算等，是做好實(shí)驗(yàn)不可缺少的過(guò)程。讓學(xué)生按照上述過(guò)程科學(xué)訓(xùn)練，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的規(guī)律，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，就能增強(qiáng)學(xué)生靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

八、經(jīng)驗(yàn)歸納方法和實(shí)驗(yàn)歸納方法

經(jīng)驗(yàn)來(lái)自實(shí)踐，是客觀事物在人們頭腦中的反映，是認(rèn)識(shí)的開(kāi)端。但經(jīng)驗(yàn)有待深化，有待上升到理論。人們?cè)谂c客觀事物打交道的過(guò)程中，通過(guò)感官所獲得的關(guān)于客觀事物的現(xiàn)象和對(duì)外部聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，這就是經(jīng)驗(yàn)。在歷史上，人們都普遍認(rèn)為“靜止”是物體的自然狀態(tài)，要使物體保持運(yùn)動(dòng)必須對(duì)物體施力；如果撤去力，物體就會(huì)自然地停止下來(lái)。但這個(gè)經(jīng)驗(yàn)是錯(cuò)誤的。

總之，我們要以“學(xué)科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終，使知識(shí)學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練融合于一體，形成一個(gè)系統(tǒng)的完整框架。系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)能使學(xué)生頭腦中形成力學(xué)體系的清晰圖像，有益于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，用自己的智慧和力量攻克學(xué)習(xí)難關(guān)，取得良好的學(xué)習(xí)效果。